PANNON EGYETEM GEORGIKON KAR NÖVÉNYVÉDELMI INTÉZET ÁLLAT- ÉS AGRÁRKÖRNYEZET-TUDOMÁNYI DOKTORI ISKOLA ISKOLAVEZETŐ: DR. HABIL. ANDA ANGÉLA egyetemi tanár, az MTA doktora
A MANDULAPALKA (CYPERUS ESCULENTUS L. var. leptostachyus) ELTERJEDÉSE, KÁRTÉTELE, TÁPANYAGTARTALMÁNAK VIZSGÁLATA DOKTORI (PHD) ÉRTEKEZÉS TÉZISEI Készítette: BUZSÁKI KAMILLA
TÉMAVEZETŐ: DR. HABIL. LEHOCZKY ÉVA egyetemi tanár, az MTA doktora DR. HABIL. BÉRES IMRE Professor emeritus
KESZTHELY 2011
A KUTATÁS ELŐZMÉNYEI, CÉLKITŰZÉS
A mandulapalka (Cyperus esculentus L. var. leptostachyus Boeck.) szubkozmopolita trópusi-szubtrópusi növény. Valamennyi kontinensen megtalálható: Afrika keleti és nyugati partvidékén valamint Dél-Afrikában is, Amerikában (észak és dél), továbbá Japánban, Indiában és a Közel-Kelet országaiban, valamint Nyugat-, Dél- és Kelet-Európában. Európában az 1970-es évektől terjed, de jelentős megjelenése 1980-és 1995 között volt. Napjainkban az európai országok közül előfordul: Németországban, Hollandiában, Belgiumban,
Franciaországban,
Portugáliában,
Ausztriában,
Szlovénia,
Svájcban,
Olaszországban és Magyarországon. Magyarországon a gyomosító Cyperus esculentus L. előfordulását Dancza István figyelte meg 1993 augusztusában, Hévíz-Keszthely határában, kukorica kultúrában, meszes lápi talajon. Magyarországon jelenleg négy tájegységen, közel húsz település határában fordul elő. A mandulapalka jelentőségét mutatja, hogy az 1970-es években a világ legfontosabb gyomnövényei között a 16. helyen állt. Napjainkban az Inváziós Növények Munkabizottsága a jelentős gazdasági kárt okozó, nemzetközi szinten kiemelt inváziós gyomnövények között tartja számon. Jelentős kártételt a tavaszi vetésű, ritka növényállományú kapás kultúrákban okoz, elsősorban kukoricában, továbbá napraforgóban, burgonyában és cukorrépában károsít. Munkákban célul tűztük ki, hogy a mandulapalka biológiájáról szóló ismereteket gyarapítsuk, kiegészítsük hasznos adatokkal, amelyek később a hatékony gyomszabályozás kidolgozásához alapot nyújtanak. Ezen szempontok alapján a következő kísérleteket végeztük: -
maghozam vizsgálat
-
csírázásbiológiai vizsgálat
-
növekedés analízis vizsgálat
-
tápelem-koncentráció vizsgálat
-
allelopátia vizsgálatok
-
helyettesítési kompetíciós vizsgálat
ANYAG ÉS MÓDSZER
Maghozam vizsgálat Somogytúr határában 2006-ban gyűjtött virágzatok maghozamát vizsgáltuk. A virágzatokból kézzel eltávolítottuk a magokat, majd megszámoltuk. 100 db virágzatot vizsgáltunk meg. Csírázásbiológiai vizsgálatok Laboratóriumi körülmények között vizsgáltuk a mandulapalka magok csírázását egy éven keresztül. Az érett magokat a Somogytúr határában 2005. szeptember 14-én gyűjtött virágzatokból kézzel eltávolítottuk, majd szobahőmérsékleten, papírzacskóban tároltuk. A kísérletet 2005. október 4.-én kezdtük és 2006. október 11-ig tartott. A kísérlet beállítása az év folyamán 2 hetente 100 db mag felhasználásával 4 ismétlésben, Petri csészében, nedves szűrőpapíron történt. A csíráztatás szobahőmérsékleten, természetes fényben zajlott. A szűrőpapírokat nem hagytuk kiszáradni. A magokat 2 hétig figyeltük, majd feljegyeztük a csírázott magvak számát. A csírázás kezdetét a gyököcske megjelenése jelentette. A mandulapalka fejlődésének vizsgálata növekedésanalízis módszerével A mandulapalka fejlődését két módszerrel vizsgáltuk. 2007. április 19-én talajkultúrás kísérletet állítottunk be, 5 ismétlésben. A növényeket dézsákban neveltük, a dézsákat a szabadban helyeztük el, tápközegként virágföld : homokos vályog talaj 1:1 arányú keverékét használtuk. Dézsánként 25 db gumót ültettünk el, majd a virágzás végéig hetente dézsánként 1 db növényt és szaporulatát vettük ki. A növényeket igény szerint öntöztük. 2007. április 26. és augusztus 24. között összesen 16 alkalommal történt mintavétel. 2008. április 25-én üvegházi, tenyészedényes kísérletet állítottuk be. Tenyészedényenként 1 db növényt és szaporulatát neveltük. Tápközegként virágföld: homokos vályog talaj 1/3 : 2/3 arányú keverékét használtuk. A növényeket igény szerint öntöztük. 2008. május 2. és augusztus 1. között 13 alkalommal történt mintavétel. Hetente 5 db növényt és szaporulatát távolítottuk el.
A mandulapalka tápelem - koncentrációjának vizsgálata A tápelemtartalom meghatározásához a 2007-es növekedésanalízis vizsgálat során gyűjtött mintákat használtuk fel. A mintákat szárítószekrényben 40 °C-on súlyállandóságig szárítottuk, majd papírzacskóba helyeztük a felhasználásig. A tárolás szobahőmérsékleten történt. Az összes nitrogéntartalom meghatározására Kjeldahl módszerrel – Parnass-Wagner vízgózdesztillációt alkalmaztunk. Az összes foszfortartalom meghatározására (SPEKOL-1l) spektrofotométert alkalmaztunk Az összes kálium és kalciumtartalom meghatározása lángfotométerrel (FLAPHO-4) történt. Allelopátia vizsgálatok A mandulapalka hajtás- és föld alatti rész kivonatának hatása tesztnövények csírázására laboratóriumban. Tesztnövényként
kukoricát,
napraforgót,
fehér
mustárt,
cukorrépát
és
parlagfüvet
használtunk. A kísérletben használt mandulapalka növények Somogytúr határában kerültek begyűjtésre. A növénykivonat készítése során 12,5 g mandulapalka hajtást valamint föld alatti részt 100 ml vízzel összeturmixoltunk, 1 napig állni hagytuk, majd leszűrtük és hűtőben tároltuk. A növénykivonatokat 1, 2, 5, és 10-szeres hígításban alkalmaztuk. A Petri csészékbe a kukorica és a napraforgó terméséből 25 db-ot, a fehér mustár magjából valamint a cukorrépa és a parlagfű terméséből 50 db-ot helyeztünk szűrőpapírra 3 ismétlésben. A Petri csészéket szobahőmérsékleten helyeztük el. 11 nappal később megszámoltuk a kicsírázott magokat. A kísérletet 2007. október 3-án állítottuk be. Hajtás- és föld alatti rész maradványának hatása a tesztnövények csírázására és fejlődésére üvegházi kísérletben Tesztnövényként kukoricát, napraforgót, fehér mustárt, cukorrépát és parlagfüvet használtuk. A kísérletben használt mandulapalka növények Somogytúr határában kerültek begyűjtésre. Az előzőleg kiszárított növényi maradványokat a tenyészedény tápközegébe kevertük június közepén (800 g növényi maradvány/10 kg földkeverék). Tápközegként virágföld-homok 2/31/3 arányú keverékét alkalmaztuk. A kísérletet 2006. szeptember 19.-én állítottuk be., 4 ismétlésben A tesztfajokból tenyészedényenként 50-50 db termést ill. magot vetettünk, 0,5 kg-os tenyészedényeket használtunk. Minden kezelésben négy ismétlést alkalmaztunk. A
kelést egy hét múlva értékeltük. A tesztnövényeket 5 hétig neveltük, majd megmértük a hajtások friss- és a száraztömegét. Hajtásából és föld alatti rész kivonatának hatása a tesztnövények csírázására és fejlődésére üvegházi kísérletben Tesztnövényként kukoricát, napraforgót, fehér mustárt, cukorrépát és parlagfüvet használtuk. A kísérletben használt mandulapalka növények Somogytúr határában kerültek begyűjtésre. A növénykivonat készítése során 12,5 g mandulapalka hajtást vagy föld alatti részt 100 ml vízzel összeturmixoltunk, 1 napig állni hagytuk, majd leszűrtük és hűtőben tároltuk. A növénykivonatokat két módszerrel juttattuk ki. Az egyikben a növénykivonatot a tesztnövényekre permeteztük naponta kézi permetezővel, míg az öntözés vízzel történt. A kijuttatott dózis naponta: 10ml növénykivonat tenyészedényenként. A másikban a növénykivonatokkal öntöztük a táptalajt, ezek a növények öntözővizet nem kaptak. A kijuttatott dózis naponta: 30ml növénykivonat tenyészedényenként. Tápközegként virágföld-homok 2/3-1/3 arányú keverékét használtuk. A kísérletet 2007. augusztus 14.-én állítottuk be, 4 ismétlésben. A tesztfajokból tenyészedényenként 50-50 db termést ill. magot vetettünk, 0,5 kg-os tenyészedényeket használtunk. A kicsírázott növényeket augusztus 19.-én megszámoltuk. A növényeket 5 hétig neveltük, majd megmértük a friss- és a száraztömeget. Helyettesítési kompetíciós vizsgálat Azt vizsgáltuk, hogy a napraforgó és a mandulapalka, valamint a kukorica és a mandulapalka különböző arányokban elvetve hogyan hat egymás fejlődésére a tenyészidőszak első 4 hetében. Üvegházi tenyészedényes kísérletet állítottunk be, 2006 júniusában, 4 ismétlésben. Tenyészedényenként 1kg homokos-vályog talajt használtunk. A talajt Sávoly község határában gyűjtöttük. Minden tenyészedényben 5 darab növényt neveltünk különböző kombinációkban. Az öntözés naponta igény szerint és hetente egyszer súlyra történt. A növényeket 4 hétig neveltük. Vizsgáltuk a növények hajtáshosszúságát, levélszámát, hajtásának és gyökerének friss- és száraztömegét. Laboratóriumban vizsgáltuk a kukorica és a mandulapalka levelek és a gyökerek százalékos N, P és K-koncentrációját.
ÚJ TUDOMÁNYOS EREDMÉNYEK
1.
100 db virágzat maghozamát vizsgáltuk meg. A maghozam 0 és 466 db között változott, az átlagos magszám a vizsgált virágzatokban 155 db volt.
2.
A mandulapalka magok március végén kezdtek el csírázni. A mandulapalka csírázásának maximuma júniusban, minimuma októberben van. Márciustól június végéig kiegyenlített, 47-64%-os csírázási átlagokat figyeltünk meg.
3.
A mandulapalka hajtáskivonata a napraforgó és a cukorrépa, a föld alatti részekből készült kivonat a fehér mustár és a kukorica csírázását csökkentette szignifikánsan laboratóriumi körülmények között. A tesztnövények biomassza produkciójára a föld alatti részek voltak gátló hatással üvegházi körülmények között.
4/a 2007-ban végzett növekedésanalízis vizsgáltok eredményeiből megállapítottuk, hogy a levélterület arány (LAR) május 17. és június 7-e között adta a legnagyobb értékeket, 181-192 cm2/g között változott. A relatív levélterület növekedési arány (RLGR) maximuma május 10.-én volt, (0,32 cm2/cm2/nap). A levélterület index (LAI) maximuma augusztus 2-án volt (0,92 cm2/cm2). A specifikus levélterület legnagyobb értékét (310 cm2/g) május 17-én mértük. A hajtások relatív növekedési sebességének (RGR) maximum értékét július 26-án mértük, (0,32 g/g/nap), míg a föld alatti részekét augusztus 16-án (0,2 g/g/nap). 4/b 2008-ban végzett növekedésanalízis vizsgáltok eredményeiből megállapítottuk, hogy a levélterület-arány (LAR) május 16. és június 6. között adta a legnagyobb értéket 230,3177,3 cm2/g. A relatív levélterület növekedési arány (RLGR) maximumát május 9-én és május 23-án mértük (0,24 cm2/cm2/nap). Az egységnyi tenyészterületre jutó levélterület maximum (LAI) értékét július 11-én mértük (0,86 cm2/cm2). A specifikus levélterület legnagyobb értékét (SLA) május 16-án mértük (392 cm2/g). A hajtások relatív növekedés sebességének (RGR) maximum értékét június 20-án (0,18 g/g/nap) mértük, míg a föld alatti részekét június 27-én (0,25 g/g/nap). 5/a A mandulapalka tápelem koncentrációjának vizsgálata során megállapítottuk, hogy a mandulapalka tápelem-koncentrációja minimális változásokat mutat a vizsgált időtartamban. A N-koncentráció a hajtásokban 0,9 és 1,9%, a föld alatti részekben 1,0% és 0,7% között változott. A P-koncentráció a hajtásokban 0,07%- 0,05%, a föld alatti részekben 0,05% és 0,03% között változott. A K-koncentráció a hajtásokban 3,5% és 2,8%, a föld alatti részekben 2,1% és 0,9% között változott. A Ca-koncentráció a
hajtásokban viszonylag állandó magas szinten volt, 0,8 és 1,1% között, míg a föld alatti részekben 0,6 és 0,4% között változott. 5/b A vizsgált tápanyagok közül a növények káliumot vettek fel a legnagyobb mennyiségben. A hajtások káliumfelvétele a teljes vizsgált időszakban magas szinten volt (20-27 mg). A hajtások nitrogén tartalma 4-11 mg között, a gyökerek nitrogén tartalma 0,8-3,8 mg között volt. A hajtások foszfortartalma 0,4-0,49 mg, a föld alatti részeké 0,1-0,18 mg között változott. A hajtások kalcium tartalma 2,1-9,2 mg, a föld alatti részeké 0,5-2,2 mg között változott. 6.
Korai kompetíciós vizsgálatban megállapítottuk, hogy a mandulapalka nem verseng sikeresen a vizsgált egyedsűrűség mellett a napraforgóval és a kukoricával fejlődésük korai szakaszában. A gyomnövény kezdeti lassú növekedési üteme miatt a kezdeti versengésben nem volt jelentős hatás kimutatható.
7.
Néztük a kukorica és a mandulapalka hajtások és a gyökerek közötti tápanyagokért folytatott versengést. Megállapítottuk, hogy a kukorica tápanyag felvételét nem befolyásolta negatívan a gyomnövény jelenléte ezen tápanyag ellátottság mellett.
AZ ÉRTEKEZÉS TÉMAKÖRÉBEN ÍRT TUDOMÁNYOS KÖZLEMÉNYEK, PUBLIKÁCIÓK Magyar nyelvű lektorált tudományos folyóiratban írt cikk: Buzsáki Kamilla – Lehoczky Éva – Kazinczi Gabriella- Béres Imre (2007): A mandulapalka (Cyperus esculentus L.) allelopátiája. Magyar Gyomkutatás és Technológia. 50-57. o. Buzsáki Kamilla – Béres Imre (2008): A mandulapalka (Cyperus esculentus L.) kompetíciójának vizsgálata kapás kultúrákban, a tenyészidőszak elején. Növényvédelem, 44.évf. 4.szám, 153-158.
Idegen nyelvű lektorált tudományos folyóiratban írt cikkn: Zs. P. Hoffmann- K. Buzsáki - I. Béres (2006): Spreading and germination of yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.) in Hungary. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences Kamilla Buzsáki – Imre Béres (2007): Competition for nutrients between yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.) and maize. Cereal Research Communications, 305. – 309. p. Kamilla Buzsáki – Éva Lehoczky - Imre Béres (2008): Investigations on the nutrinet concentration of yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.). VII. Alps-Adria Scientific Workshop. Cereal Research Communications, 1567.-1570.p. Kamilla Buzsáki, Gabriella Kazinczi, Imre Béres, Éva Lehoczky (2008): The allelopathic effect of yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.) on cultivated plants and common ragweed (Ambrosia artemisiifolia L.). Journal of Plant Diseases and Protection, Special Issue XXI, 327-332. p. Kamilla Buzsáki – Éva Lehoczky - Imre Béres (2008): Study on the development of yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.) with growth analysis. . 59th ISCP. Communications in Agricultural and Applied Biological Sciences. 73(4):971-975. Hazai konferencián megjelent anyag: Buzsáki Kamilla – Béres Imre (2007): 2005-ben gyűjtött mandulapalka (Cyperus esculentus L.) éves csírázási ritmusának eredményei. XVII. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum, 147. p. Buzsáki Kamilla – Béres Imre (2007): Kompetíciós vizsgálat a mandulapalka (Cyperus esculentus L.) és kapás kultúrák (napraforgó és kukorica) között. 53. Növényvédelmi Tudományos Napok Budapest, 58. p. Buzsáki Kamilla – Lehoczky Éva – Béres Imre (2008): A mandulapalka (cyperus esculentus) fejlődésének vizsgálata növekedésanalízis módszerével. XVIII. Keszthelyi Növényvédelmi Fórum, 99. - 102.p . Nemzetközi konferencián megjelent anyag: Kamilla Buzsáki – Imre Béres (2006): Investigation on the early competition between yellow nutsedge (Cyperus esculentus L.) and maize. 4th International Plant Protection Symposium at Debrecen University, 273.-280. p.
Kamilla Buzsáki - Gabriella Kazinczi - Imre Béres (2007): Allelopathic activity of Cyperus esculentus L., 14th EWRS Symposium, 172.p.
Egyéb: Szabó László – Dávid István – Buzsáki Kamilla – Hoffmanné Pathy Zsuzsanna (2007): Kukorica gyomirtás – tapasztalatok és újdonságok. Agrofórum Extra 17., 43.-49.p
